Creare spazio per il nuovo

L'enorme aumento della conoscenza attraverso la ricerca e la tecnologia negli ultimi 30 anni significa che anche gli esperti riconosciuti hanno sempre più difficoltà a tenere il passo con lo sviluppo della conoscenza. In questo contesto, l'ostinata messa in fila di fatti e la comunicazione sistematica di conoscenze enciclopediche hanno sempre meno senso.

"Naturalmente fa male tralasciare qualcosa, ma l'insegnamento all'ETH non può più consistere nel coprire tutto", afferma Andreas Vaterlaus, professore di fisica e prorettore per lo sviluppo del curriculum. "Vaterlaus ha una visione d'insieme di come l'insegnamento nella scuola universitaria sia in costante evoluzione per rimanere in linea con lo stato attuale delle conoscenze.

I segnali importanti sono sempre forniti dalla valutazione dell'insegnamento. Quando molti studenti si lamentano che il materiale è troppo denso e che non hanno il tempo di elaborare i contenuti del corso, questo spesso indica che è arrivato il momento di fare ordine. Secondo la politica didattica dell'ETH, l'obiettivo è quello di offrire agli studenti un'ampia gamma di opportunità e la libertà di dare il meglio di sé, anche al di fuori delle attestazioni delle prestazioni e dei programmi di studio. "A livello di singoli corsi succedono molte cose di cui non ci accorgiamo in sede", dice Vaterlaus. Tuttavia, in caso di cambiamenti importanti o di riprogettazione di interi corsi di studio, il dipartimento Sviluppo e tecnologie dell'insegnamento, il team della legislazione sull'insegnamento e il prorettore per lo sviluppo del curriculum sono coinvolti nel processo fin dall'inizio.

L'iniziativa dei corsi di laurea decide di fornire ai dipartimenti uno strumento che consenta loro di aprire un margine di manovra finanziario e di guadagnare tempo per lo sviluppo di nuovi contenuti e forme di insegnamento. Quando un intero corso di studio viene ristrutturato e ricostruito in modo da "non lasciare nulla di intentato", si crea spazio per qualcosa di nuovo. Questo si può vedere, ad esempio, nelle due iniziative in corso per i corsi di laurea in Scienze ed ingegneria dei materiali e in Biologia.

Maggiore enfasi sulle componenti ingegneristiche

La scienza ed ingegneria dei materiali si è sviluppata notevolmente dall'inizio del millennio. La precedente separazione delle classi di materiali - come metallo, ceramica o polimeri - è diventata meno importante e le proprietà generali sono ora al centro dell'attenzione. Ad esempio, esiste una cattedra per i materiali complessi e una per i materiali multifunzionali. "Vogliamo riflettere meglio la nuova interpretazione dell'area tematica nel programma di Bachelor", afferma Sara Morgenthaler, coordinatrice degli studi del Dipartimento di scienze ed ingegneria dei materiali.

Nel dialogo con docenti e studenti, ma anche con alumni, altre scuole universitarie e aziende, è stato delineato ciò che i diplomati devono essere in grado di fare al termine della loro formazione. Uno degli obiettivi dell'iniziativa "Materials Redesigned" è garantire che il curriculum prepari gli studenti alle sfide professionali del futuro. Questo obiettivo deve essere raggiunto ponendo maggiore enfasi sulle componenti ingegneristiche e di progettazione, pur mantenendo il rigore scientifico.

È utile porsi domande fondamentali quando si riorganizza un corso di studio e definire prima gli obiettivi con il cosiddetto profilo di qualificazione, afferma Vaterlaus. Concentrandosi sugli obiettivi, i docenti possono superare l'attenzione ristretta alla propria area tematica. "Se l'attenzione si concentra sull'intero programma di studio, invece di chiedersi se posso ottenere due o tre ore per la mia lezione, di solito inizia un processo molto costruttivo di sviluppo del curriculum".

Il dipartimento è nel pieno dei lavori preparatori. Nell'autunno 2020, i futuri scienziati dei materiali inizieranno il corso di studio rivisto con una struttura completamente nuova. Il nuovo corso di studio non è solo caratterizzato dal fatto che combina competenze provenienti da corsi diversi, ma permette anche agli studenti di lavorare in modo indipendente alla soluzione di problemi in progetti di ingegneria. "Vogliamo che gli studenti derivino e lavorino su questioni di scienze ed ingegneria dei materiali a partire dal prodotto", spiega Morgenthaler. Poiché questo aspetto è strettamente legato all'insegnamento dei metodi di caratterizzazione e lavorazione, i laboratori sono attualmente in fase di riprogettazione e resi accessibili a fini didattici. In questo modo, gli studenti avranno un accesso immediato alle attrezzature utilizzate anche nella ricerca.

In linea con lo sviluppo della vita

L'autunno 2020 vedrà anche l'inizio della riprogettazione del Bachelor in Biologia. "Vogliamo abbandonare l'attenzione tradizionale per gli organismi multicellulari come piante e animali e riorientare il corso di studio verso lo sviluppo della vita", spiega Julia Vorholt, professoressa di microbiologia e coordinatrice dell'iniziativa del corso di studio "Biologia secondo i principi fondamentali". L'utilizzo dell'evoluzione come filo conduttore consente di allineare la materia alla storia dello sviluppo degli organismi e di organizzarla in modo tale che i docenti possano evidenziare principi e relazioni più generali e debbano insegnare meno nozioni fattuali isolate".

Finora, il primo anno del Bachelor è servito in gran parte a rinfrescare e uniformare le diverse conoscenze scolastiche degli studenti, in modo che contenuti biologici centrali come il metabolismo o l'ereditarietà potessero essere affrontati in modo più approfondito nel secondo anno. Tuttavia, gli attuali libri di testo sono scritti con una prospettiva troppo ristretta. "La biochimica descrive principalmente i processi biochimici in una cellula epatica. Si tratta di una parte molto piccola dei processi vitali", spiega Vorholt. Questa focalizzazione sugli organismi multicellulari rende difficile la comprensione delle relazioni evolutive".

Con il nuovo corso di studio, i biologi cercano ora di ricostruire come la vita si sia sviluppata fin dall'inizio - circa quattro miliardi di anni fa - e le diverse soluzioni emerse per sopravvivere nelle condizioni prevalenti. La Vorholt e i suoi colleghi intendono basare il loro insegnamento sulle scoperte fondamentali degli ultimi 20 anni, che hanno gettato nuova luce su questioni biologiche fondamentali. Che cos'è la vita e quali sono i suoi prerequisiti e le sue leggi? "Speriamo di risvegliare la curiosità e lo spirito critico dei nostri studenti sollevando fin dall'inizio domande ancora senza risposta, per mostrare i limiti della nostra conoscenza", afferma Julia Vorholt.

Il nuovo corso di studio conterrà più elementi interdisciplinari e creerà legami più stretti rispetto al passato con la chimica, la fisica, la matematica e l'informatica. Il piano prevede di armonizzare i contenuti didattici della biologia con quelli delle altre materie. "Abbiamo ricevuto ovunque un'apertura a questa richiesta", dice Vorholt. Questo allineamento reciproco e la creazione di reti dovrebbero rendere le altre discipline più rilevanti e stimolanti per i biologi in erba. "Ad esempio, un collega di Scienze Terrestri userà la sua esperienza per mostrare com'era la Terra senza la vita e quali drammatici cambiamenti sono stati innescati dai processi biologici", spiega Vorholt. "Questo dovrebbe aprirci gli occhi sul quadro generale già all'inizio degli studi, prima di approfondire le basi molecolari dei processi vitali".

Corsi orientati al futuro

A differenza delle due iniziative dei corsi di laurea menzionati sopra, che incorporano nell'insegnamento lo stato attuale delle conoscenze nella loro materia riorganizzando il contenuto didattico, l'aumento delle conoscenze altrove porta alla creazione di corsi completamente nuovi. Ad esempio, le due scuole gemelle ETH di Zurigo e EPFL hanno lanciato il corso di studio di "cibersicurezza" nell'autunno 2019. "Con questo programma congiunto, uniamo i punti di forza delle nostre due scuole universitarie in un settore centrale per il nostro Paese", afferma il Settore dei PF Joël Mesot.

In questo programma di Master, gli studenti di informatica che hanno completato il programma di Bachelor approfondiscono gli aspetti della crittografia e della sicurezza di hardware, software e reti. Si occupano inoltre dei metodi per garantire la fiducia degli utenti. Come specialisti ben preparati, un giorno aiuteranno la nostra società, sempre più connessa in rete, ad armarsi contro minacce come il furto di dati o gli attacchi a importanti infrastrutture.

Il programma di Master "Quantum Engineering", lanciato anch'esso nell'autunno 2019, è altrettanto orientato al futuro. Questo programma è aperto agli studenti con un Bachelor in fisica o in ingegneria elettrotecnica e dell'informazione. In un ambiente di apprendimento basato su progetti in cui team misti di ingegneri e fisici lavorano insieme, vengono insegnate sia le leggi fondamentali della teoria quantistica che le competenze ingegneristiche necessarie per implementare, misurare e controllare i processi quantistici.

Andreas Vaterlaus vede questi nuovi programmi a livello master come un arricchimento per gli studenti. Il fatto che l'insegnamento all'ETH venga costantemente rivisto in un processo continuo comporta naturalmente uno sforzo per tutti i soggetti coinvolti e richiede la disponibilità e l'apertura dei docenti ad accogliere costantemente nuove idee. Tuttavia, questo è l'unico modo per garantire che gli studenti abbiano lo "zaino giusto" durante la loro formazione e continuino così a ricevere gli strumenti necessari per contribuire a plasmare il futuro.